エピジェネティック修飾を介する骨格筋糖代謝の分子適応機構の解明

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H03082
• Research Institution: Fukuoka University
• Principal Investigator: 檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 宏暁 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (00078544) ; 須藤 みず紀 公益財団法人明治安田厚生事業団体力医学研究所, その他部局等, 研究員(移行) (10585186) ; 道下 竜馬 産業医科大学, 産業生態科学研究所, 講師 (10632028) ; 安藤 創一 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (50535630) ; 上原 吉就 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149) ; 安野 哲彦 福岡大学, 医学部, 講師 (80551994)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: エピジェネティクス

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、骨格筋糖代謝亢進に係る神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)を中心に、①高脂肪食負荷、高脂肪食負荷と運動の併用による影響、②筋ギプス固定による不活動の影響を検討した。
①nNOS発現に及ぼす高脂肪食、高脂肪食＋運動トレーニングの影響
6週齢のC57BL/6マウスを用いた。nNOS遺伝子発現量は、コントロール (SD) 群と12週間の60%高脂肪食摂取　(HFD) 群の間で、遅筋線維優位であるヒラメ筋では変化が認められなかったが、速筋線維優位である長趾伸筋においては、有意な増加が認められた。高脂肪食負荷と運動トレーニングの併用 (HFD+Ex) 群 におけるnNOSタンパク質発現量は、ヒラメ筋では顕著に減少したが、長趾伸筋では、有意な差は認められなかった。以上の結果から、高脂肪食摂取及び運動トレーニングの併用は、筋線維タイプ特異的なnNOS発現の変化を引き起こすことが示唆された。海馬と大脳のnNOSタンパク質発現量は、SDマウスと比べて、HFDマウスにおいて顕著に高い値を示した。海馬と大脳におけるnNOSタンパク質発現量は、運動により抑制された一方で、小脳においては、変化は認められなかった。これらの結果は、骨格筋と類似して、脳のnNOSタンパク質発現量への高脂肪食摂取及び運動トレーニングの効果は、部位特異的な効果がある事を示唆している。
②nNOS発現に及ぼす筋不活動の影響
片脚ギプス固定による筋不活動を施したC57BL/6マウスを用いた。無処置のマウスと比べ、1週間のギプス固定は、ヒラメ筋における体重当たり筋重量を顕著に減少させ、筋線維横断面積の顕著な減少が認められた。筋萎縮の結果と同様に、 ギプス固定マウスにおけるnNOS遺伝子及びタンパク質発現は、無処置のマウスと比べて、ヒラメ筋では有意な減少を認めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験計画通り進み、一部の成果はすでに公表した。

Strategy for Future Research Activity

これまで得られた成果をもとに、新しい取り組みを踏まえて計画している。

Research Products

• [Journal Article] Effects of environmental enrichment in aged mice on anxiety-like behaviors and neuronal nitric oxide synthase expression in the brain. (2016)
  • Author(s): Tomiga Y, Ito A, Sudo M, Ando S, Maruyama A, Nakashima S, Kawanaka K, Uehara Y, Kiyonaga A, Tanaka H, Higaki Y.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 476(4) Pages: 635-640
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.06.010
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Effects of wheel running exercise training in high fat diet induced fatty liver model mice (2016)
  • Author(s): Yoshimura S, Nakashima S, Tomiga Y, Ito A, Kawakami S, Tanaka H, Uehara Y, Higaki Y
  • Organizer: 第71回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-09-25 – 2016-09-25
• [Presentation] Effects of a high fat diet and exercise on glycogen contents (2016)
  • Author(s): Kugimoto I, Yoshimura S, Tomiga Y, Nakashima S, Uehara Y, TanakaH, Higaki Y
  • Organizer: 第71回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-09-25 – 2016-09-25
• [Presentation] The effects of high fat diet-induced obesity and exercise training on neuronal nitric oxide synthase expression and DNA methylation levels in skeletal muscle. (2016)
  • Author(s): TomigaY, Yoshimura S, Ito A, Sudo M, Ando S, Eshima H, Tanaka H, Higaki Y
  • Organizer: 第71回日本体力医学会大会
  • Place of Presentation: 盛岡市
  • Year and Date: 2016-09-25 – 2016-09-25
• [Presentation] Association between anziety-like behaviors and neuronal nitric oxide synthase in old mice under enriched environment (2016)
  • Author(s): Tomiga Y, Ito A, Maruyama A, Sudo M, Ando S, Kawanaka K, Tanaka H, Higaki Y
  • Organizer: ACSM's 63rd annual meeting
  • Place of Presentation: Boston
  • Year and Date: 2016-06-03 – 2016-06-03
  • Int'l Joint Research